Die Oberflächentemperatur der Sonne beträgt 5505 C°. Der Abstand zwischen Sonne und Erde beträgt 1,5 Millionen Kilometer. Über diese Distanz kann die Sonne die Erde auf eine Temperatur von ca. 50 C° erhitzen. Warum ist es dann auf der Distanz zwischen Sonne und Erde -273K kalt?
Die Oberflächentemperatur der Sonne beträgt 5505 C°. Der
Abstand zwischen Sonne und Erde beträgt 1,5 Millionen
Kilometer. Über diese Distanz kann die Sonne die Erde auf eine
Temperatur von ca. 50 C° erhitzen.
Ohne Treibhausgase würde sie es unter isothermen Bedingungen bis -18°C schaffen. Mit Treibhausgasen und realem Wärmetransport wird es komplizierter.
Warum ist es dann auf der Distanz zwischen Sonne und Erde -273K kalt?
Sofern es da überhaupt eine Temperatur gibt, ist sie deutlich höher.
Hallo!
Temperatur hat immer nur im thermodynamischen Gleichgewicht einen Sinn. Deswegen geben die Meteorologen die Temperatur auch immer „im Schatten“ an. Dann zeigt dort ein Thermometer genau die richtige Temperatur an, wenn es gleich viel Wärme an die Umgebung abgibt, wie es aufnimmt.
Die -18°C, die DocStupid angegeben hat, beziehen sich darauf, dass eine Erdkugel mit dieser Temperatur genau mit der Solarstrahlung im thermodynamischen Gleichewicht steht. Das gilt auch mit Treibhausgasen, jedoch befindet sich dann die Atmosphärenschicht, die mit dem Weltall im Gleichgewicht steht, nicht mehr am Erdboden, sondern in einer Höhe von ca. 6000 m (wenn ich mich recht entsinne).
Im Weltall ist es schwierig eine Temperatur zu definieren. Üblicherweise sagt man, dass die Temperatur des Weltalls die Temperatur ist, die ein schwarzer Körper hätte, wenn er mit der Hintergrundstrahlung des Weltalls im Gleichgewicht wäre. Da sind dann die 2,7 K = - 270°C, die Du im Kopf hast. Diese Temperatur berücksichtigt die Strahlung der Sonne gar nicht. Ein Raumschiff würde sich auf der sonnenzugewandten Seite immer mehr aufheizen und auf der sonnenabgewandten Seite immer mehr abkühlen - obwohl die „Temperatur“ des Weltalls viel geringer ist.
Es gibt auch noch andere Temperaturdefinitionen. Wenn man es über die Geschwindigkeit der Teilchen macht, kommt man auf immens hohe Temperaturen. Aber da die Teilchen so „selten“ sind, wird ein makroskopischer Körper sich nie im thermodynamischen Gleichgewicht befinden, weil seine Strahlungsbilanz (Absorption und Emssion) immer dominiert.
Michael
Ich dachte bisher, eine astronomische Einheit würde 150.000.000 km betragen!
Moin,
Warum ist es dann auf der
Distanz zwischen Sonne und Erde -273K kalt?
zwischendrin wird es richtig heiß
http://de.wikipedia.org/wiki/Korona_(Sonne)#Hei.C3.9…
allerdings könnte man dort problemlos durchfliegen, weil es so wenige Teilchen sind daß kein Schaden entsteht.
Elektromagnetische Strahlung braucht übrigens kein Medium um sich auszubreiten, die Äthertheorie ist lange widerlegt.
Und ohne Materie keine Temperatur.
Gandalf
Und ohne Materie keine Temperatur.
Das hängt von der Definition des Temperaturbegriffes ab.
Wenn man die Temperatur als Maß für die mittlere kinetische Energie der ungeordneten Teilchenbewegung eines Körpers ansieht, dann hast Du recht. Betrachtet man sie jedoch als Maß für die spektrale Verteilung der Hohlraumstrahlung (Stichwort „Photonengas“), dann kann man sehr wohl von einer Temperatur ganz ohne Materie sprechen.
Michael
Laienhaft ausgedrückt muss Wärmestrahlung auf Objekte treffen um diese aufzuheizen. Das im Weltall mehr oder weniger ein Vakuum herscht, ist da auch nicht viel was durch diese Strahlen erwärmt werden könnte.
Die Atmosphäre hält einen Teil der Sonnenstrahlung ab und gleichzeitig staut sie auch entstandene Wärme.
ein anderer Ansatz
Die Warnehmung im Alltag ist, dass Wärme durch direkten Kontakt übertragen würde. Die Übertragung per Strahlung spielt aber auch eine Rolle, d.h. ein Körper kann einen anderen erhitzen ohne diesen überhaupt zu berühren oder durch anderen dazwischenliegende Körper eine Verbindung herzustellen.
So passierts auch mit der Sonne und der Erde: Durch Fusionsprozesse entsteht in der Sonne Strahlung, die dann auf die Erde trifft und diese erhitzt.
Gruß
Paul
Hinweis Kelvinskala
Hallo
Ich möchte darauf hinweisen, das es keine negativen Kelvintemperaturen gibt, wobei es mich wundert, das es anscheinend noch niemandem aufgefallen ist.
Die kleinste mögliche Kelvintemperatur beträgt 0°Kelvin.
Sinnvoller zur genannten Zahl wäre eine Frage wie etwa, „warum sind O°K ca.
-270°C?“ .
MfG
Matthias
Ich möchte darauf hinweisen, das es keine negativen
Kelvintemperaturen gibt, wobei es mich wundert, das es
anscheinend noch niemandem aufgefallen ist.
Es ist ein bekanntes psychologisches Phänomen, dass wir nicht das wahrnehmen, was tatsächlich „ist“, sondern das, was wir für plausibel halten. Ein Erwachsener Mensch liest vor allem deswegen schneller als ein Grundschüler, weil er die Wörter nicht „liest“, sondern schätzt.
Wenn da „-273“ steht, gehört schon viel Aufmerksamkeit dazu, zu erkennen, das dahinter K statt °C steht. Diesen Fehler beim flüchtigen Lesen zu erkennen ist übrigens deutlich schwieriger, wenn man mit der Thermodynamik vertraut ist, als wenn man selten damit zu tun hat.
BTW: Es heißt „K“ (Kelvin), nicht „°K“ (Grad Kelvin).
Michael
1 Like
Hallo
Das kann man auch anders sehen.
Nachdem mir dieser Satz als die eigentliche Fragestellung merkwürdig vorkam:
„Warum ist es dann auf der Distanz zwischen Sonne und Erde -273K kalt?“
Ich meine, wie kann auf einer Distanz eine bestimmte Temperatur sein?
… habe ich nochmal den ganzen Artikel genauer durchgelesen.
Tatsache ist, das Grundlagen nicht „dumme Grundschulkentnisse“ sind.
Und das das menschliche Gehirn nach ein paar blabla Sätzen ancheinend schnell ermüded ist(auch meins, ist schon ok). Der Fragesteller misst das aus.
MfG
Matthias
Mal ganz abgesehen davon, ist es einfach netter, die Frage so zu beantworten wie sie gemeint ist. Das °C ist selbstverständlich falsch, aber ich denke 99% der Leser wussten trotzdem, wie es gemeint war.
Das es Matthias beim Korrigieren noch gleich nen eigenen Fehler reingebaut hat, macht die Sache umso amüsanter.
Hallo,
, wobei es mich wundert, das es
anscheinend noch niemandem aufgefallen ist.
weil ich nur minimalste Kenntnisse von Thermodynamik und Astronomie habe, ist mir gerade - als ich es zum ersten Mal gelesen habe - auch sofort aufgefallen, dass Temperatur und Entfernung nicht stimmen.
Damit hat sich Michaels Hypothese bestätigt.
Gruß
Pontius
Moin,
mir ist tatsächlich auch nicht das Minuszeichen aufgefallen, aber hier
Die kleinste mögliche Kelvintemperatur beträgt 0°Kelvin.
ist das ‚°‘-Zeichen falsch.
Kelvinangaben werden nie mit einem solchen gemacht.
Sinnvoller zur genannten Zahl wäre eine Frage wie etwa, „warum
sind O°K ca.
-270°C?“ .
weil 0° C ein willkürlicher Wert ist.
Gandalf
Hallo!
weil 0° C ein willkürlicher Wert ist.
Fast schon philosophisch: „Grad Celsius“ ist eigentlich gar keine richtige Maßeinheit, denn an eine solche würde man ja die Forderung stellen, dass sich die Maßzahl bei Verdopplung der Messgröße ebenfalls verdoppelt. Wenn ich die Maßzahl von 10°C auf 20°C verdopple, gibt es keine physikalisch sinnvolle Messgröße, die sich bei dieser Temperaturerhöhung ebenfalls verdoppelt.
Bei der absoluten Temperatur ist das anders: Die mittlere kinetische Energie von Gasteilchen ist bei 400 K exakt doppelt so groß wie bei 200 K. Dies ist über eine Verdopplung des Volumens bei isobaren Zustandsänderungen eines idealen Gases messtechnisch sogar direkt zugänglich.
Michael
Hallo,
Ich möchte darauf hinweisen, das es keine negativen
Kelvintemperaturen gibt
ich stimme nicht zu.
http://en.wikipedia.org/wiki/Negative_temperature
MfG,
ujk
Hm, da muss man vorsichtig sein. Wahr ist, dass es Zustände gibt, die durch eine Verteilung charakterisiert sind, der sich formal eine negative Temperatur zuordnen lässt. Will man die Besetzungsinversion eines Lasers mit der Boltzmann-Verteilung beschreiben, dann hat die Temperatur hier formal einen negativen Wert.
Das bedeutet aber nicht, dass die negative Temperatur energieärmer wäre als die positive Temperatur - im Gegenteil!
Wenn man jedoch - wie man das meistens macht - die Temperatur als eine Größe des thermodynamischen Gleichgewichts versteht, die ein intensives1 Maß für die Innere Energie ist, dann ergibt eine negative Temperatur keinen Sinn.
Michael
PS: Das ist vermutlich auch der Grund, warum es in der Deutschen Wikipedia keinen Artikel über negative Kelvintemperaturen gibt, obwohl diese Betrachtungsweise wohl bekannt und auch verbreitet ist. Ich habe sie im Studium in einer ziemlich schlechten Spezialvorlesung über Plasmaphysik gehört.
1) im Gegensatz zu extensiv
Der Abstand zwischen Sonne und Erde beträgt 1,5 Millionen
Kilometer.
Merkwürdigerweise hat das noch keiner explizit gesagt: Ca. 150.000.000 km sind dazwischen.
Über diese Distanz kann die Sonne die Erde auf eine
Temperatur von ca. 50 C° erhitzen. Warum ist es dann auf der
Distanz zwischen Sonne und Erde -273K kalt?
Nö, Merkur ist zwischen Sonne und Erde, da ist es entsetzlich heiss!
Der Abstand zwischen Sonne und Erde beträgt 1,5 Millionen
Kilometer.Merkwürdigerweise hat das noch keiner explizit gesagt: Ca.
150.000.000 km sind dazwischen.
Doch, was „libero“ mit seinem Beitrag sagen wollte, ist ja wohl klar.
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Doch, was „libero“ mit seinem Beitrag sagen wollte, ist ja
wohl klar.
Ja, für Kenner schon, war etwas verklausuliert.